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第三章聚酰胺

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聚酰胺

聚酰胺

7
3.聚酰胺的性能合成及应用
结构
极性酰胺基及氢键性能 和高的熔点
亲水性强， 尺寸稳定性差
具有较高的 韧性
8
3.聚酰胺的性能合成及应用
性 能
聚酰胺的熔点 随聚酰胺中单体链节的增大，即二元酸、二元胺 和氨基酸中-CH2-量的增加，熔点下降 各种聚酰胺的熔点是锯齿状下降
4.聚酰胺的改性
4.3 阻燃改性
阻燃改性实质上是一种填充改性。尼龙属易燃材料。随人们对 环境保护的要求越来越高，汽车、电子电气、机械仪表、家用电 器、办公室和通讯设备等领域对PA阻燃的要求越来越高。为安全 计，必须对尼龙进行阻燃改性，同时阻燃改性也是尼龙改性的重 要方法之一。 尼龙阻燃改性常用的阻燃剂有溴系(如十溴联苯醚)；磷系阻燃 剂(如红磷)；氮系阻燃剂(如三聚氰胺、氰脲酸盐)；协效剂(如 Sb2O3、硼酸锌等)。 用无毒、低发烟量、高耐热、对PA力学性能影响相对小的无卤 阻燃剂是发展方向，逐步淘汰含卤素阻燃剂，特别是溴代二苯醚 类阻燃剂。 阻燃剂属低分子化合物，与尼龙大分子相容性差，所以阻燃剂 的加入对尼龙的物理性能产生影响，流动性↗，冲击强度和弯曲 强度等↘。
4.聚酰胺的改性
4.5 分子复合
分子复合，即分子复合材料，是以刚性链高分子或微纤做增强 剂，以分子水平分散到柔顺性高聚物基体中。由于刚性链高分子 的直径很小，因此其长径比远大于普通的增强纤维，比表面积显 著↗，使得两者之间的相互作用大大↗，材料的模量和强度有可 能达到理论值。 分子复合材料与传统的纤维增强复合材料相比，主要有以下优 点：⑴增强剂与树脂基是分子水平的复合；⑵能充分发挥刚性链 高分子的增强、高温环境稳定等优异性能；⑶能适应多种成型加 工方法。 所用刚性链高分子有对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）、聚甲亚胺 （PAM）、聚酰亚胺（PI）、聚二氨基苯甲酰苯胺/萘二甲酸（ DBNA）等。

第三章 聚酰胺纤维

第三章 聚酰胺纤维

l—无离子水高位槽 2—溶解锅 3—送料泵 4—过滤器 5—缩聚釜 6—铸带槽 7—切片机 8—湿切片贮存桶
第三章 聚酰胺纤维
连续缩聚法：
聚酰胺66盐的连续缩聚，根据设备的形式和能力不 同可分为横管式连续缩聚、立管式连续缩聚以及“五大 器”式连续缩聚等。
第三章 聚酰胺纤维
第四节 聚酰胺的纺丝
一、聚己内酰胺的纺前处理及切片干燥
1.聚己内酰胺的纺前处理 (1)纺前脱单体 (2)切片萃取 2.切片干燥
第三章 聚酰胺纤维
VC101型萃取锅示意图
图 K．F．型连续萃取流程简图 1—切片输送料斗；2—切片贮罐；3—连续萃取塔； 4—水泵；5—加热器；6—切片出料阀； 7—切片输送泵；8—分离器；9—回水罐分离器； 10—切片旋风分离器
第三章 聚酰胺纤维
瑞士EMS公司的萃取塔
萃取装置
第三章 聚酰胺纤维
（2）纺前脱单：连续聚合直接纺丝（现在基本不用；锦纶长丝一般用切片纺 ） 原理：聚己内酰胺和单体（己内酰胺）的挥发度不同，使聚己内酰胺熔体 中的单体蒸发出来（真空：因为己内酰胺常压沸点262.5℃） 设备：真空薄膜闪蒸器:内部260℃
第三章 聚酰胺纤维
一、聚酰胺普通长丝后加工： 普通长丝（拉伸加捻丝—DT丝）：高取向、高强力、低伸长， UDY或POY→DT 全拉伸丝FDY： 1．工艺流程：UDY—DT工艺流程
单区拉伸机示意图 （a）拉伸机结构（b）拉伸机的加热板（c）拉伸机的加热盘 1—未拉伸丝筒子；2—上压辊；3—给丝罗拉；4—拉伸棒； 5—分丝棒；6—拉伸盘；7—导丝钩；8—钢领板； 9—锭子；10—加热板；11—热锭；
第三章 聚酰胺纤维
第三章 聚酰胺纤维
第二节 聚酰胺-6（锦纶-6）的生产

聚酰胺(PA)

聚酰胺(PA)
的线型热塑性树脂的总称。尼龙或者由氨基酸（或氨基酸衍 生物）脱水制成内酰胺再聚合制得，或者由二元胺与二元酸脱水缩聚而制得。
聚酰胺链段中，重复出现的酰胺基团中一个带极性的基团，这个基团上的 氢能与另一个酰胺基团链段上的给电子的羰基（CO）结合形成相当能力的氢键。 形成氢键的结果使结构结晶化，这样就导致熔点升高，使成型品具有良好的韧 性、耐油脂和耐溶剂性，机械性能优异，其抗张强度在40-120MPa之间。其耐冲 性好，而且随温度和含水量的增高而上升。还具有一定的吸水性和耐温性。对 于链段中的碳原子数目的多少，则起着冲淡这个酰胺基团所带来的特征的作用。
聚酰胺（PA）
主要内容
1 2
3 4
聚酰胺简介 聚酰胺的包装品种 聚酰胺的应用
聚酰胺的发展趋势
聚酰胺简介
聚酸胺是30年代中期出现, 在30年代末期由杜邦公司首次投产的热塑性塑料 品种,当时杜邦公司给聚酸所命的商品名为“ 尼龙” , 以后人们就习惯沿用这个 名称。
一、结构
聚酰胺简称PA，俗称尼龙。 它是具有许多重复酰胺基团
聚酰胺的应用
聚酰胺
汽车制造
机械设备 生产
电子电器 行业
化工设备
(1)聚酰胺在汽车制造中的应用由于近年来汽车轻量化和降低成本的要求，工 程塑料在汽车制造业中的应用越来越广泛。车用零件要求能够耐高低温、耐 油、耐化学药品和耐侯，而聚酰胺能满足上述性能要求，因而得到广泛应用。 聚酰胺在汽车制造业中主要作为一下零部件使用。 (2)聚酰胺在机械设备生产中的使用：由于具有强韧、耐磨、自润滑、高刚性、 耐热等一系列优良性能，因而被广泛用于制造机械零件，如齿轮、涡轮、密 封件、轴承等。 (3)聚酰胺在电子电器行业的使用聚酰胺的电性能较好，可广泛用于通用电子 电器零部件的制造。 (4)聚酰胺在化工设备中的使用聚酰胺具有较好的耐腐蚀性、耐油性和耐老化 性，因而被大量应用于化工设备的制造，如管道、过滤器、容器等，制品具 有耐腐蚀性好、耐油性好、成本降低和减轻重量等优点。 (5)其他领域聚酰胺由于具有多种优良性能，被应用在建筑、日用品、交通运 输等领域。由于聚酰胺具有良好的力学性能和耐候性，因而被用于制造窗框 冲撑挡、门滑轮、窗帘导轨滑轮;利用聚酰胺的耐磨性和自润滑性，还可以制 造自动扶梯栏杆、自动门横杆、升降机零件等。

聚酰胺合成工艺

聚酰胺合成工艺

概述1.1聚酰胺的定义聚酰胺(oolyamide,PA，)通常成为尼龙（Nylon）它是在聚合物大分子链中含有重复解构单元先按基团的聚合物总称，主要由二元酸与二元胺或氨基酸内酰胺经缩聚或自聚而得，是开发最早、使用量最大的热塑性工程材料。

它是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂，于1939年实现工业化。

20世纪50年代开始开发和生产注塑制品，以取代金属满足下游工业制品轻量化、降低成本的要求。

聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基，用作塑料时称尼龙，用作合成纤维时我们称为锦纶，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用ω-氨基酸或环内酰胺来合成。

根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同，可制得多种不同的聚酰胺，目前聚酰胺品种多达几十种，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的应用最广泛。

1.2聚酰胺（PA）的发展简史1.3聚酰胺6/66（PA6/66）、结构及性能结构PA6和PA66实质上是异构体，PA6和PA66化学结构式分别为：、两者具有相同的分子式(C6H11ON)n，他们之间的主要区别在于聚合物长链中氨基的空间位置和方向不同。

由下图可知，在PA66中，碳酰氨基团沿聚合物长链交错排列，其空间位置呈现“6—4—6—4”重复排列模式，这样每个官能团都恩那个在没有分子变形的情况下形成氢键，而在PA6中，所有氨基被5个亚甲基单元隔开，两个碳酰胺基团仅形成一个氢键。

正因为这种不同的分子结构导致了聚合物性能上的差异。

PA66的熔点比PA6高，而吸水性比PA6低，熔融温度和结晶行为也有所不同。

性能PA6树脂为半透明或步透明的乳白结晶形聚合物，具有优良的弹性、强度、耐磨、耐冲击、耐化学腐蚀、耐油性，熔点高、摩擦系数小、自润滑性好、延伸率高、易于加工且生产成本低。

PA66的性能及应用与PA6相仿，它比PA6熔点高、耐热优良，弹性模量较高，吸水率低于PA6。

表为PA6和PA66基本性能。

表为PA6和PA66性能特点。

聚酰胺

聚酰胺

肆 聚酰胺的加工特性
1
原料吸水性大，高温时易氧化变 色，因此粒料在加工前必须干燥， 最好采用真空干燥防止氧化。 收缩率大，制造精密尺寸零件时， 必须经过几次试加工，测量试制 品的尺寸，进行修模。 PA为结晶性聚合物，成型收缩率 较大，成型工艺条件对制品的结 晶度，收缩率及性能影响较大， 要合理控制成型条件。
高分子材料与加工
聚酰胺
Polyamide
CONTENT
1 聚酰胺的简介 2 聚酰胺的结构特征 3 聚酰胺的基本性能
4
聚酰胺的加工
5
聚酰胺的应用场合及市场行情
壹 聚酰胺的简介
聚酰胺的简介
聚酰胺俗称尼龙(Nylon)，英文名称Polyamide ，它 是大分子主链重复单元中含有酰胺基团（-CONH-） 的高聚物的总称。PA是五种通用工程塑料中开发最 早，产量最大，应用最广泛的品种，其产量约占工 程塑料总产量的三分之一。聚酰胺一般可由氨基酸 缩聚，内酰胺开环聚合或者由相应的二元酸与二元 胺缩聚而成，属逐步聚合反应。
光学性能
5
脂肪族PA多为半结晶材料，厚度低于0.5mm时透明，超过2.5mm时不透 明，介于两者之间半透明。透明度随结晶度的增加而降低，随酰胺基浓度 的减少而增加。
6
化学性能
由于具有高的内聚能和结晶性，所以PA能耐许多化学药品。
耐环境性能
7
在室内常温环境下，PA性能稳定，可保持长时间性能不变，但如果暴露到室外大气 环境中，性能会逐渐的明显下降，当温度超过60℃时，性能下降特别明显，主要变 化是发暗，变脆，力学性能下降。
2
熔体粘度低，流动性大，因此必 须采用自锁式喷嘴，以免漏料， 模具应精确加工防止溢边。 热稳定性较差，易热分解而降低 制品性能，特别是明显的外观性 能，因此避免采用过高的熔体温 度。 从模具中取出的PA塑料零件，为 了提高其力学性能，需要在使用 前对零件进行调湿处理。

聚酰胺(PA)简介

聚酰胺(PA)简介

凸轮、滚子、滑轮）
▪ 机械设备工业（涡轮、螺旋
桨轴）
▪ 工业应用
▪ 其他行业（太阳镜片、纽扣）
24
nH2N(C2 H )6N2 H nHO(C O2 H C )4COO H
HNH (C2 H )6NH CO (C2 H )4CO nOH
(2n1)H2O
25
聚酰胺热稳定性差加工时应避免高温长时聚酰胺热稳定性差加工时应避免高温长时聚酰胺的成型收缩率大聚酰胺的成型收缩率大15聚酰胺中聚酰胺中的酰胺和亚甲基链的酰胺和亚甲基链段有规律交替排布段有规律交替排布规整规整酰胺基酰胺基团间的氢键强作用团间的氢键强作用papa分子间作用力较强分子间作用力较强聚酰胺聚酰胺分子上交替出现的亚分子上交替出现的亚甲基链段提供了甲基链段提供了较大的分子较大的分子活动能力活动能力聚酰胺聚酰胺容易结晶容易结晶聚酰胺聚酰胺是结晶度较高的半结晶性高分子材料
20
2.2己二酸
分子式： HOOC(CH2)4COOH 结构式为： 己二酸为白色单斜晶体，无色无嗅、微酸性，
易溶于甲醇、乙醇，可溶于水和丙酮中，而 微溶于环已烷和苯中，能升华。
21
2.3己二胺
分子式： H2N(CH2)6NH2 结构式： 己二胺为具有臭味的无色叶片状晶体，己二胺溶于水、
醇和芳烃类溶剂，难溶于脂肪烃类。 ▪ 分子量：116.21 ▪ 熔点41～42℃ ▪ 沸点204～205℃ ▪ 相对密度0.883(30/4℃) ▪ 折射率nD(40℃)1.4498
22
3.产品性能
PA6
▪ 优异的强度和耐久性，优良 的刚性和耐热性的结合
▪ 优异的着色性能，完美的表 面外观，能够适用于复杂的 结构成型
▪ 良好的加工性，优异的流动 性及热稳定性使材料加工条 件更为宽松，使注塑件微型 化

第三章聚酰胺

第三章聚酰胺
建筑与民用：窗、门、窗帘导轨滑轮 、安全帽、绳索、打印机框架等。
玻璃纤维增强 改性,可大幅度 提高P第A三耐章聚热酰性胺
玻纤增强PA被用于制 造汽车发动机零部件
第三章聚酰胺
3. 芳香族聚酰胺（芳纶）
分子链骨架上含有芳香环的聚酰胺称芳香族聚酰胺，又称芳 纶。尽管芳香族聚酰胺的品种很多，目前投入实际应用的主 要有两种：聚间苯二甲酰间二胺和全对位聚芳酰胺。
2 2 0 O C n H O O C ( C H 2 ) 8 N H 2 [ N H ( C H 2 ) 8 C O ] n + n H 2 O
9-氨基壬酸
自缩聚
聚酰胺9
聚酰胺6 [—HN(CH2)5CO—]n
第三章聚酰胺
➢ mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺， 称为聚酰胺mp，其中m代表所用二元胺中所含碳原子数，p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66：
• 酰胺基是亲水基团，因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料， 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。
第三章聚酰胺
1. 结 构
➢ PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团，
对这于个不基同团品上种的的H聚，酰能胺够，与因另单一 体个所分含子碳上原的子羰数基不的同氧，结分合子形链 之成间相所当能强形大成的的氢氢键键。疏密程度 不同，则会影响到不同聚酰胺 ➢的，大熔氢间晶使结分点，键的聚能晶子材也的作合力能链料愈形用物进力上的高成力的一和形结。增，熔步熔成晶大使点增点的能了聚升强，氢力分合，高一键就子物。同般比愈链的时来例强之结也说愈，
结构对于不同品种的聚酰胺因单体所含碳原子数不同分子链之间所能形成的氢键疏密程度不同则会影响到不同聚酰胺的结晶能力和熔点一般来说分子链上形成的氢键比例愈大材料的结晶能力就愈强熔点也愈高

第三章聚酰胺纤维.ppt

第三章聚酰胺纤维.ppt
6.聚已内酰氨的生产流程 ：
聚己内酰胺的聚合工艺分间歇聚合和常压连续聚合两种。 ➢ 间歇聚合：是将引发剂、分子量调节剂和熔融的己内酰
胺一起加入聚合釜中，在一定的温度和压力下进行聚合。 特点：只适应于小批量、多品种的生产，而大规模生产
则采用连 续聚合法为宜。 ➢ 常压连续聚合：是在己内酰胺连续聚合工艺中用得最多
4.耐化学药品性：耐碱性好；耐酸性差（稀酸溶 液中水解成单体和低聚物）。
11
二、聚酰胺纤维的制备---切片制备
5.吸湿性：聚酰胺6和聚酰胺66相对于 其他合成纤维，有较好的吸湿性，水 分子可进入聚酰胺的非结晶区与酰胺 键结合。
6.熔体黏度 ：聚己内酰胺的熔体黏度随着数均分 子量的增大而增加 。 7.动态黏弹谱 ：典型的聚己 内酰胺动态黏弹谱如图3－11 所示。
1.强度高：锦纶纤维的强度是目前已工业化生产的合成 纤维中强力最高的一种。普通丝的强度为4.4～5.7cN ／dtex，强力丝高达6.2～8.4cN／dtex 。 2.回弹性好：锦纶的回弹性极好，例如在纤维伸长3-6% 时，弹性恢复率接近100%，当伸长10%时为92-99%，而 在此状态下，涤纶的弹性恢复率为67%，腈纶为56%， 维纶为45%，粘胶仅为32%。 3.耐磨性好：在纺织纤维中锦纶的耐磨性最好，它比棉 纤维高10倍，比羊毛高20倍。
12
二、聚酰胺纤维的制备---纺丝
聚酰胺纤维主要以切片熔融纺丝法为主，虽然在生产 上 也采用缩聚后熔体直接纺丝，但由于其技术要求高，质量 较难控制，特别是聚酰胺6，其聚合体内含10%左右的单 体和低聚物，造成纺丝困难，纤维结构不均匀，因此聚酰 胺6直接纺丝法目前大多限于生产短纤维，而对于长丝品 种则主要采用切片纺丝法。
共混纺丝以提高纤维 的抗变形和抗湿热降

聚酰胺简介3

聚酰胺简介3

聚酰胺简介（3）7．5．7 PA纳米复合材料纳米复合材料(NC)是指分散相尺度至少有一维小于l00nm的复合材料，由于纳米分散相大的比表面积和强的界面相互作用，NC表现出不同于一般宏观复合材料的力学、热学、电、磁和光学性能，成为新一代复合材料。

世界上第一次制备的聚合物基NC于1987年由日本丰田中央研究院的0kada公开报道，他采用插层聚合法制备了尼龙6／黏土NC，黏土是具有层状结构的硅酸盐，当它与聚合物以纳米尺度相复合时，由于纳米级相分散、强界面相互作用以及独特的结构和形态，使得聚合物／黏土NC具有常规聚合物／无机填料体系所不具备的一系列优异的性能，如高强度、高模量、高硬度，优异的阻隔、阻燃、表面光洁等性能，加之黏土含量低(一般<10％)，不会改变聚合物流动性和加工性。

因此，聚合物／黏土NC成为目前研究最多、最具工业化前景的新一代高性能聚合物基复合材料，在世界范围内得到了广泛的重视，国外发达国家和著名公司纷纷投入极大人力和物力开展聚合物基NC的研制开发，已取得明显进展，已有产品问世。

到目前为止，聚合物基纳米复合材料研究最多的仍是聚酰胺／蒙脱土纳米复合材料。

中科院化学所在国内率先开展了尼龙／黏土NC的研究制备，l994年报道了尼龙6／蒙脱土NC，并发明了"一步"法制备尼龙6／蒙脱土NC，目前正进行推广应用。

7．5．7．1黏土结构和改性聚合物／黏土NC中使用较多的是黏土，黏土为层状2：1型硅酸盐，如钠蒙脱土(S0-diummontmorillonite)、锂蒙脱土(hectorite)和海泡石(sepiolite)等。

蒙脱土(MMT)是研究最多的一种。

其基本结构单元是由一层铝氧八面体夹在两层硅氧四面体之间靠共用氧原子而形成的层状结构，层内原子以强的共价键结合为主，而层之间则以弱的范德华力或静电引力相互作用为主，每个结构单元厚约为lnm、长宽均为100nm的片层，层间有可交换的Na+、Ca2_、M92+等阳离子。

第三章 聚酰胺纤维(锦纶)的生产、结构和性能

第三章 聚酰胺纤维(锦纶)的生产、结构和性能

4. 碱
碱可催化酰胺键水解 锦纶耐碱性比涤纶稍好，比蚕丝和羊毛好得多
酯键比酰胺键更易碱催化水解 锦纶中的酰胺键比羊毛和蚕丝少得多 锦纶的结晶度高
（二）氧化
氧化作用主要发生在亚甲基上 化学氧化
损伤大的氧化剂：双氧水、次氯酸钠、高锰酸钾… 损伤小的氧化剂：亚氯酸钠、过醋酸…
光氧化 锦纶耐光性差，不易用作户外织物
湿热定型作用： 使无定形区更疏松 弹性更好 易染色
第二节 锦纶的形态结构和超分子结构
一、形态结构
截面：圆形 纵向：光滑平直的圆柱体 皮芯结构：
皮层：取向度高，结晶度低 芯层：取向度低，结晶度高
初生丝
二、超分子结构
部分拉伸
初生丝 结晶度
涤纶 无结晶 有取向
40~60%
锦纶 有结晶 无取向
结构疏松，玻璃化温度低 高温下锦纶水解损伤
CCCNCCCCCCN O H2 H2 H H2 H2 H2 O H2 H2 H
顺 向
H
H2 H2 H2 O
H2 H2 H
H2 H2 H2 O
平N C C C C C C N C C C C
行
CCCNCCCCCCN O H2 H2 H H2 H2 H2 O H2 H2 H
逆
H H2 H2 O H2 H2 H2 H H2 H2 O
锦纶拉伸特性（与涤纶相比）
强度相近、延伸度稍大、初杨氏模量稍小 弹性好得多
大量的亚甲基，大分子柔性比涤纶好得多 结构较疏松，无定形区易充分卷曲 玻璃化温度较低
湿度对应力-应变曲线影响较大
酰胺键极性比酯键高，锦纶的吸湿性比涤纶大
锦纶强度高、延伸大、耐磨性最好、弹性最好
优势
耐穿耐用 宜做紧身服装 与其他纤维混纺以提高织物耐磨性和弹性 轮胎帘子线重要原料 …

聚酰胺

聚酰胺

改善了尼龙的吸水性和尺寸稳定性、耐 热性及耐寒性，冲击强度也比纯尼龙提高几 倍。
超韧PA
冲击强度成倍提高，特别是在低温下具 有良好的韧性。利用GF增强可以制得强度 高，韧性好的产品。
§4-1 聚酰胺
填充PA 填料有碳酸钙，滑石粉，云母，高岭土等。 优点：模量高，提高热变形温度，成本低。 玻纤增强填充PA兼有增强和填充的优点。 目前高填充可达60%，并且加工性能较好。 纳米PA 力学性能与热性能显著提高，热变形温度提高 了一倍多。冲击强度几乎不变，并且尺寸稳定性好， 有阻燃性。
§4-1 聚酰胺
PA分类
PA6、PA66、PA46、PA68、PA610、 PA612、 PA1010及透明尼龙、高强芳香族 PA、耐高温间位芳香族PA、对位芳香族 PA、高冲击PA等。
§4-1 聚酰胺
反应式：
O C NH
O C NH
＋
O C CH2 5 NH
O C CH2 5NH
§4-1 聚酰胺 氢键 氢键是极性很强的X氢键是极性很强的 H键上的氢原子 H键上的氢原子，与另 键上的氢原子， 外一个键上电负性很大 的原子Y上的孤对电子相 的原子 上的孤对电子相 互吸引而形成的一种键 •••Y （X―H••• ） ― •••
中等质量织 物
单向织物
注：拉伸试验的试样宽度为1cm 拉伸试验的试样宽度为
芳纶纤维及其复合材料的应用
航空方面 航天方面 其他军事用途 民用工业 体育用品 最突出的应用方面
§4-1 聚酰胺
§4-1 聚酰胺
应急出口系统构件 机翼前缘 窗框
比玻璃纤维复
天花板 地板
合材料减轻 30％ ％
方向舵 舱门 整流罩 隔板 舱壁 座椅 行李架
拉伸应变（％） 拉伸应变（％）

聚酰胺PPT课件

聚酰胺PPT课件
2. 聚2,2-双（4-氨基环己基）丙烷-壬二酸己二酸三元共聚物（PACP-9/6)
•目前光学性能最好的高分子材料。 •综合力学性能与Trogamid-T相当，但耐热性更好，热变形 温度160oC。
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
刚性分子链
酰胺基团间的氢键
作用
3. 性能特点
4. 应用
高强、高模、耐高
耐高温薄膜、耐高
温、耐腐蚀、阻燃、
温绝缘材料、耐辐
电绝缘。不能热塑
射材料、高性能纤
性加工。
维。
聚间苯二酰间苯二酚在250oC下具有63MPa的强度，是常温时的 60％。
脂肪族PA 芳香族PA
芳纶纤维用于制造防刺扎轮胎 固特异的安特殊轮胎
<七> 加工性能 PA吸水率大，加工前必须干燥 PA的熔体黏度低、流动性好、易成型加
工。主要加工方法是注射和挤出成型。
PA热稳定性差、加工时应避免高温、长 时间。
PA的成型收缩率大；
PA的 优点
1.4 PA的应用与改性
强而韧 质硬 耐磨 自润滑 耐腐蚀 耐油
机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶 轮、螺栓、风扇叶片等。
1. 定义
分子骨架上含有芳环的聚酰胺称为芳 香族聚酰胺。目前工业化的有两大类：
聚间苯二甲酰间苯二胺 （Nomex）
聚对苯二甲酰对苯二胺 芳纶-1414，Kevlax
聚对苯二甲酰胺 芳纶-14，B纤维
全对 位聚 芳酰
胺
2. 结构特征
苯环与酰胺基 团交替排列
苯环自身具有刚性
苯环与酰胺基团共 扼作用（在对位芳 纶中更强）

聚酰胺

聚酰胺

用途
多用于作 衣料和轮 胎帘子线
（二）聚酰胺的单体
聚酰胺俗称尼龙。系分子主链的重复结构 单元中，含有酰胺基(-CONH-)的一类热塑性 树脂，其单体是己内酰胺（一种环状化合物）
聚酰胺的单体合成与成品
（三）聚酰胺的结构 聚酰胺的分子由许多重复结构单元通过酰 胺键联结起来的线性大分子，在晶体中呈 完全伸展的平面锯齿形结构。 通常纺织纤维用的聚己内酰胺分子量为 14000 ~20000左右。PA-66分子量为 20000~30000。 PA-66的多分散指数为1.85，PA-6为2。
（1)二元酸和二元胺缩聚：如用己二酸与己二胺在乙醇中， 以等摩尔比先制成66盐，在280℃和加压条件下缩聚即得 PA66；用己二胺与癸二酸中和成盐，在加压下间歇或连续 缩聚可得PA610；用己二胺与十二碳二酸可制得PA612。同 样的方法可以制得PA46，PA1010等。
(2)由苯酚或环己烷开环聚合可制得聚酰胺6、聚酰胺12 等。 (3)用w氨基十一碳酸缩聚可得到PA11。而w氨基十一碳 酸可将十一碳烯酸与溴化氢加成再与氨作用制得。
聚酰胺-1010 聚酰胺-610 聚酰胺-6
种类
聚酰胺-12 聚酰胺-66
产量最大
聚酰胺-11
● 聚酰胺的结构、性质和用途大体介绍
单体
Байду номын сангаас结构
聚酰胺的 单体是己 内酰胺（ 一种环状 化合物） 酰胺基的 存在，大 分子形成 氢键，使 分子间作 用力增大
性能
具有耐磨性好、耐 疲劳强度和断裂强 度高、抗冲击负荷 性能优异、容易染 色及与橡胶的附着 力好等突出性能。
一.聚酰胺品种介绍 二.聚酰胺的单体
三.聚酰胺的结构
四.聚酰胺的合成 五.聚酰胺的性质

聚酰胺PPT课件

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⑷ 共聚尼龙是用上述方法命名的尼龙名称组合的，主 要成分的尼龙名称放在前面
如尼龙6和尼龙66的共聚尼龙称为6/66；若主要成分 为尼龙66，则称为66/6。
尼龙的产量在工程塑料中居第一位，成为各行各业中 不可缺少的结构材料，主要性能特点为： ⑴优良的力学性能 机械强度高，韧性好。 ⑵自润滑性、耐摩擦性好 自润滑性很好,摩擦系数小, 从而作为传动部件，使用寿命长。 ⑶优良的耐热性 PA46等结晶性尼龙的热变形温度很高, 可在150℃下长期使用，PA66经玻璃纤维增强后，热变 形温度达250℃。 ⑷优异的电绝缘性能 尼龙的体积电阻率很高，是优良 的电气、电器绝缘材料。 ⑸优良的耐候性 ⑹吸水性大 饱和水可达3%以上，在一定程度上影响制 件的尺寸稳定性。
石油化学工业和其它工业的发展为尼龙工程塑料的 发展提供了丰富、廉价的原料和广阔市场。尼龙主要 用于汽车工业、电子电器工业、交通运输业、机器制 造工业、电线电缆通讯业、薄膜及日常用品。
§2.2 尼龙6的生产工艺
尼龙6学名是聚己内酰胺，英文名为Polycaprolactam。
结构式
NH (CH2)5 CO芳香族聚酰胺 含杂环芳香族聚酰胺 脂环族聚酰胺
聚酰胺按原料的不同，其命名分为四种情况
⑴ 由内酰胺开环聚合的尼龙,称为尼龙n,简写为PAn。
通式为：
N ( CH2 )n-1 C p
H
O
如ε-己内酰胺开环聚合得到的聚合物，称为PA6，
ω-氨基十一酸合成的聚合物为PA11。 ⑵ 由二元胺和二元酸缩聚得到的聚合物,称为尼龙mn, 简写为PAmn，m为重复单元二元胺的碳原子数，n为重 复单元中二元酸的碳原子数，通式为：
③ HPO法（荷兰DSM公司80年代开发的新工艺）
І)缓冲液制备 用20wt.%NH4NO3溶液和23wt.%H3PO4在Pd/C 催化剂作用下加氢,一部分NH4NO3转化成羟胺磷酸盐。

聚酰胺ppt

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• 聚酰胺-6（尼龙-6）是氨基酸类聚酰胺，其产量仅次 于尼龙—66，工业上有己内酰胺开环聚合而成。 • 制纤维聚酰胺-6（锦纶）时，以水或酸作催化剂，胺 逐步聚合开环，有三种反应伴随： • (1) H2O + (CH2)5NHCO ——— NH2 (CH2) 5COOH • • (2) —COOH+HN— ——— —CONH— +H2O (3) —NH 3+ (CH2) 5NHCO ——— —NH2 +(CH2) 5NH2CO
•
Байду номын сангаас
•
全芳族聚酰胺
• 最简单的全芳族聚酰胺是聚（p-苯甲 酰胺），可由氨基苯甲酸自缩聚来合成。 但主链中苯环和酰胺基团密集，而且结构 对称，因此熔点很高，加工困难，且成本 高，不利于工业化。
•
目前最成功的全芳族聚酰胺是聚对苯二 甲酰对苯二胺（PPD-T)，属于溶致性液晶 高分子，可加工成纤维，商品名为Kevlar。 聚对苯二甲酰对苯二胺可由对苯二胺与 对苯二甲酸直接缩聚，或与对苯二甲酰氯 溶液缩聚而成，如配方和条件合适，都可 以制得特性粘度大于6dl.g-1的产物
n H 2 N (C H 2 ) 6 N H 2 +nH O O C (C H 2 ) 4 C O O H n [ H 3 N (C H 2 ) 6 N H 3
+ +－
O O C (C H 2 ) 4 C O O
－
]
在66盐中另加入少量的醋酸（质量分数为0.2%— 0.3%）或微过量的己二酸进行缩聚，由端基封锁来控制 分子量。
•
•
• 脂族聚酰胺的分类和合成方法： 二元胺---二元酸（2-2系列） 多采用熔融缩聚法， 少数课采用界面缩聚法 内酰胺或氨基酸（2—系列） 有开环聚合和自聚缩。 • 芳族的特点：熔点，强度更高，成为特种纤维和特种塑料。

聚酰胺

聚酰胺

聚酰胺（PA）物料性能模具设计制造商及品牌发展历史1. 1889年Gariel和Maass两人¬渐b实验室合成出聚酰胺。

2. 1939年美国DuPont公司实现PA66工业化生产，商品名Zytel（初期为Nylon）。

3. 1941年美国DuPont公司发明了PA610并实现工业化。

4. 1937年德国IG法本（Farben）公司（现BASF的联营公司）的P.Schlack发明了PA6，于1942年实现工业化生产。

5. 1958年中国赛璐璐以蓖麻油为原料开发出PA1010，1961年实现工业化。

6. 1963年德国Huls开始生产PA12，于1966年工业化。

7. 1984年荷兰DSM成功开发PA46，于1990年实现工业化。

物料性能结构式：（PA6和PA66）是一种半结晶性热可塑性工程塑料。

尼龙是大分子主链重复单元中含有酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。

尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5 3万。

尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。

新品种有PA6T、PA9T、特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等；改性品种包括：增强尼龙、单体浇铸尼龙（MC尼龙）、反应注射成型（RIM）尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其它聚合物共混物和合金等。

1. 一般性能：尼龙具有很好的综合性能：耐磨，坚韧，轻量，耐化学药品，耐热，耐寒，易成型，自润滑，无毒，易着色。

尼龙制品在使用时应该注意热膨胀和吸水性所导致的精度误差；耐酸性差；耐旋光性差；经过玻纤增强后可以提高刚性，耐磨性和强度。

尼龙最大的特性是韧性好，而且随着分子量的增加而增加。

尼龙中PA66的硬度、刚性最高，但韧性最差。

各种尼龙按韧性大小排序为：PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12。

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1. PA的分类
聚酰胺可以由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得，也 可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而得。 根据主链结构不同分类：
脂肪族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
PA的分类
芳香族PA 透明PA
2. 脂肪族聚酰胺
一、脂肪族聚酰胺的分类
脂肪族聚酰胺分子链由亚甲基和酰胺基组成。按单体类型 不同，脂肪族聚酰胺又分为 p型 和 mp型 两种类型。
(4) 电性能
PV 分子链中含有极性酰胺基，这对电性能带来不利影响： •在室温且干燥的条件下，PV尚具有较好的电性能，但也 明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。 •在潮湿环境下，PV的体积电阻率和介电强度均会下降， 介电常数和介质损耗也明显增大。 •温度升度，电性能均会降低。
(5) 耐化学药品性能
PA对碱类和绝大多数盐类的作用稳定，只有少数盐 类对它们有浸蚀作用或溶解； 氧化剂、酸类，特别是强酸对PA有侵蚀作用，且PA 中酰胺基分布密度愈大，耐酸性愈差。酸类的破坏 作用是引起断链（降解）； 具有良好的耐溶剂性，对一般烃类、卤代烃、酯类 、芳烃等的作用均很稳定，特别是对汽油、煤油、 润滑油等具有优异的抵抗性。只有少数与PA溶解参 数接近、又能与它们形成氢键的溶剂，才能使它们 溶解，例如甲酸、冰醋酸、苯酚、甲酚等； 醇类和水可以使聚酰胺溶胀。
38 38 32 30.7
0.4
酰胺基含量（%）
28
0.4
25．4
0.39
22
0.25-0.3
24h吸水率（%） 1.3-1.9 1.0-1.3 0.5
(2) 力学性能
PA具有良好的力学性能：拉伸强度、刚性、抗冲击性、 都较好，且具有很好的耐磨性，是一种自润滑材料。 PS 硬质 PVC 软质 PVC PA
HOOC ( CH2 )4COOH + H2N ( CH2 )6 NH2
n+H3N ( CH2 )6 NH3+ -OOC ( CH2 )4 COO-
.
+2[ NH+ ( CH2 )6 NH-OOC (CH )4 CO ] n + (2n-1) H2O -
H3N ( CH2 )6 NH3
. OOC ( CH ) COO
1. 结 构
PA分子链段中重复出现的酰 胺基是一个带极性的基团， 对于不同品种的聚酰胺，因单 这个基团上的H，能够与另一 体所含碳原子数不同，分子链 个分子上的羰基的氧结合形 之间所能形成的氢键疏密程度 成相当强大的氢键。 不同，则会影响到不同聚酰胺 的结晶能力和熔点，一般来说 氢键的形成增大了分子链之 ，分子链上形成的氢键比例愈 间的作用力，使聚合物的结 大，材料的结晶能力就愈强， 晶能力进一步增强，同时也 熔点也愈高。 使聚合物的熔点升高。
220 OC
nHOOC ( CH2 )8 NH2
9-氨基壬酸
[ NH ( CH2 )8 CO ]n + nH2O
聚酰胺9
自缩聚
聚酰胺6
[—HN(CH2)5CO—]n
mp型聚酰胺
由二元胺与二元羧酸缩聚所得到的聚酰胺是mp型聚酰胺， 称为聚酰胺mp，其中m代表所用二元胺中所含碳原子数，p 代表所用二元羧酸的碳原子数。 mp型聚酰胺的典型代表如PA66： （ PA66盐在高温和水引发下缩聚成高分子量的PA66盐： 。 （2 1） ）以已二胺与已二酸为原料，先使二者配制成
2. 性 能
（1）基本特征：
PA的吸水率很大：取决于分子链上酰胺基含量，含 量愈大，吸水性愈强 PA为白色至淡黄色的颗粒；
PA的密度为 1～1.16g.cm-3； 聚酰胺吸水性与酰胺基含量的关系
聚酰胺名称
制品坚硬有光泽； 6 66 69 619 612 1010 12 多数PA具有自熄性，即使燃烧，火焰传播速度也很慢。
P型聚酰胺
由ω-氨基酸自缩聚或由内酰胺开环聚合制得的聚酰胺是p型 聚酰胺，命名为聚酰胺p，p代表单体中所含碳原子数； 单元链节结构为: [—HN(CH2)(p-1)-CO—]； 在每两个酰胺基之间含有P-1个连续的亚甲基。
例如聚酰胺6、聚酰胺9就是典型代表: 己内酰胺自聚生成聚酰胺6： 聚酰胺９ [—HN(CH2)８CO—]n
工程塑料
一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高低 工程塑料 温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如聚 （耐热150℃） （耐热 100-140℃） 酰胺、聚砜等。
通用工程塑料 特种工程塑料
聚酰胺 聚碳酸酯 聚苯硫醚 聚砜
氟塑料
聚芳酯
聚醚酮类
液晶聚合物的概述
聚酰胺，简称PA(Polyamide)，俗称尼龙(Nylon)，指分子主 链上含有酰胺基（ -NHCO- ）的聚合物，是品种颇多、应 用最广泛的工程塑料之一。 聚酰胺的品种很多,主要有PA6、PA66、PA11、PA12、 PA610、PA612、PA1010、PA46、尼龙6T、尼龙9T和 MXD-6等。 聚酰胺的前30年是作为合成纤维材料，尼龙（Nylon）的 俗称就是来自与此。尼龙的最早发明商——美国杜邦公 司曾宣传：尼龙比蜘蛛丝还细、比钢铁还强。 1960年前后，聚酰胺开始被用做一种“工程塑料”。
但PA的力学性能受温度和吸水率的影响很大:
含水率-硬度温度-拉伸强度 含水率-拉伸强度
一般来说，随着温度和吸水率提高，拉伸强度、硬度 会下降；但冲击强度会提高。
(3) 热性能

PA的熔融温度比较高，但热变形温度不高，一般 <80oC； PA的导热率相对于金属来比较很低； PA的具有良好的耐寒性。
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mp型聚酰胺中，酰胺基沿分子链的分布规律为： 在两个 亚胺基之间含有m个连续的亚甲基，二个羧基之间含有p-2 个亚甲基。
二、脂肪族聚酰胺的结构与性能
1. 结 构
• 所有脂肪族聚酰胺分子链都是线型结构，分子链骨架 由—C—N—，—CH2—组成，具有良好的柔曲性，赋予 材料良好的韧性。 • 分子链上有规律地交替排列着较强的极性酰胺基，分 子链很规整，具有较强的结晶能力，属于结晶度较高的 半结晶性高分子材料。结晶度一般在～30％。 • 酰胺基是亲水基团，因此聚酰胺是吸湿性较强的塑料， 较强的极性酰胺基又对聚合物电性能等有不利影响。